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- 2021-07-08 发布
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一、单项选择题
1.N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法中不正确的是( )
A.N2分子与CO分子中都含有三个化学键
B.CO分子中有一个π键是配位键
C.N2与CO的空间结构相同
D.N2与CO的化学性质相同
解析:选D。由题意可知N2分子中N原子之间、CO分子中C和O原子之间都是通过2个π键和1个σ键结合,其中,CO分子中的1个π键由O原子提供孤电子对,C原子提供空轨道形成。N2化学性质相对稳定,CO具有比较强的还原性,两者化学性质不同。
2.下列说法正确的是( )
A.氢键既影响物质的物理性质,也决定物质的稳定性
B.离子化合物的熔点一定比共价化合物的高
C.稀有气体形成的晶体属于分子晶体
D.冰融化时,分子内共价键会发生断裂
解析:选C。物质的稳定性取决于物质中化学键的强弱,A错;某些共价化合物形成的原子晶体具有很高的熔点,B错;冰融化时不破坏化学键,只破坏分子间作用力(范德华力和氢键),D错。
3.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C3H2O3
B.分子中含6个σ键
C.分子中只有极性键
D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2
解析:选A。A.由图示可知,该物质的分子式为C3H2O3。B.分子中碳碳双键和碳氧双键中各有一个σ键,碳氧单键全部是σ键(4个),碳氢键也是σ键(2个),共有8个σ键。C.分子中的碳氧键、碳氢键都是极性键,而碳碳键是非极性键。D.8.6 g 该物质的物质的量为0.1 mol,完全燃烧后得到0.3 mol CO2,只有在标准状况下0.3 mol CO2的体积才是6.72 L。
4.下列关于溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大的原因中,正确的是( )
A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素
B.溴、碘是单质,四氯化碳是化合物
C.Br2、I2和CCl4都是非极性分子,而水是极性分子
D.以上说法都不对
解析:选C。溴、碘单质均为非极性分子,根据“相似相溶”原理,易溶于非极性溶剂,CCl4是非极性溶剂,水是极性溶剂。
5.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,下列说法正确的是( )
A.NH3分子与BF3分子都是三角锥形结构
B.NH3与BF3都是极性分子
C.NH3·BF3中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D.NH3·BF3中,NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道
解析:选D。NH3分子是三角锥形结构,是极性分子,而BF3分子是平面三角形结构,是非极性分子,A、B都不对;NH3分子中N原子有1对孤电子对,BF3分子中B原子有1个空轨道,二者通过配位键结合而使它们都达到稳定结构,D正确;H原子核外只有2个电子,不可能达到8电子稳定结构,C不对。
6.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力
C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
解析:选C。由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化,故B原子也为sp2杂化;由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连,羟基间能形成氢键,故同层分子间的主要作用力为氢键。
二、不定项选择题
7.(2020·常州高三模拟)下列描述正确的是( )
A.CS2为直线形非极性分子
B.SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
解析:选AB。CS2为直线形非极性分子;SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化;C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。
8.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A.BeCl2与BF3 B.CO2与SO2
C.CCl4与NH3 D.C2H2与C2H4
解析:选C。A项中BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3,中心原子杂化类型分别为sp、sp2。B项中CO2分子中含有2个σ键,杂化轨道数为2,SO2分子中杂化轨道数为3,杂化类型分别为sp、sp2。C项中杂化类型均为sp3。D项中杂化类型分别为sp、sp2。
9.CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是( )
A.它们的价电子数均为7e-
B.CH 与 NH3、H3O+ 立体结构相同,均为三角锥形
C.CH 中的碳原子采取 sp2杂化,所有原子均共面
D.—CH3 与—OH 形成的化合物中含有离子键
解析:选BC。A项,价电子数CH为 6e-,—CH3 为7e-,CH 为8e-;B项,三者均为三角锥形;C项,CH 中 C 的价层电子对数为3,为 sp2 杂化,为平面三角形;D项,CH3OH 中不含离子键。
三、非选择题
10.卤素性质活泼,能形成卤化物、多卤化物等多种类型的化合物。
(1)卤化氢中,HF的沸点高于HCl,原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)有一类物质的性质与卤素类似,称为“拟卤素”[如(SCN)2、(CN)2等]。(CN)2的结构式为N≡C—C≡N,该分子中σ键和π键数目之比为________。
解析:(1)HF、HCl结构相似,其中HF能形成分子间氢键,使沸点升高。(2)叁键中有1个σ键、2个π键,单键均为σ键。
答案:(1)HF分子间形成氢键 (2)3∶4
11.(1)(2018·高考全国卷Ⅲ)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是________;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是________________________________________________________________________。
(2)(2017·高考全国卷Ⅲ)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为________________,原因是________________________________________________________________________。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(4)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为____________________________________________________________________________。
解析:(1)根据ZnF2晶体的熔点较高可知,ZnF2为离子晶体,含有离子键,而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小,故能够溶解在有机溶剂中。
(2)水和甲醇均为极性分子,常温常压下两种物质均呈液态;二氧化碳和氢气均为非极性分子,常温常压下两种物质均呈气态,根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成,而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键,所以水中的氢键比甲醇多,则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体,但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气,所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。
(3)根据表中数据得出,三种锗卤化物都是分子晶体,其熔、沸点分别依次升高,而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关,组成和结构相似的分子,分子间作用力强弱与分子的相对分子质量有关。
(4)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键,使两者互溶。
答案:(1)离子键 ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小
(2)H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高;原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增强
(4)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
12.氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂),其组成、结构和物理性质见下表。
分子式
结构简式
外观
熔点
溶解性
C12H10ClN3O
白色
结晶
粉末
170~
172 ℃
易溶
于水
回答下列问题:
(1)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为________。
(2)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有________。
A.离子键 B.金属键 C.极性键
D.非极性键 E.配位键 F.氢键
(3)查文献可知,可用2氯4氨吡啶与异氰酸苯酯反应生成氯吡苯脲。
反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂________个σ键、________个π键。
(4)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂,由硫酸铜和生石灰制得。若在波尔多液的蓝色沉淀上再喷射氨水,会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液,
得到配位数为4的配合物。铜元素基态原子的核外电子排布式为________________________。上述沉淀溶解过程的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)氮原子在氯吡苯脲中以2种形式出现,一种是N—C,另一种是N===C,前者杂化轨道数为1+3=4,为sp3杂化,后者杂化轨道数为1+2=3,为sp2杂化。(3)反应过程中,异氰酸苯酯断裂N===C中的1个π键,2氯4氨吡啶断裂1个N—H σ键。(4)溶解过程是Cu(OH)2蓝色沉淀溶解在氨水中生成四氨合铜离子,形成蓝色透明溶液。
答案:(1)sp2、sp3杂化 (2)CD
(3)NA(或6.02×1023) NA(或6.02×1023)
(4)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
13.《物质结构与性质》从原子、分子水平上帮助我们认识物质构成的规律;以微粒之间不同的作用力为线索,研究不同类型物质的有关性质;从物质结构决定性质的视角预测物质的有关性质。
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
A.元素电负性由大到小的顺序为F>O>N
B.一个苯分子含3个π键和6个σ键
C.氯化钠和氯化铯晶体中(晶胞如图所示)氯离子的配位数相同
D.第一电离能的大小为 Br>Se>As
(2)根据等电子原理,羰基硫(COS)分子的结构式应为________。光气(COCl2)分子内各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间构型为________。
(3)向硫酸铜溶液中加入过量氨水,然后加入适量乙醇,溶液中会析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体,该物质中配位原子的杂化方式为________。
解析:(1)同一周期随原子序数的递增,电负性依次增大,A项正确;苯分子中不存在C===C键,只存在一个大π键,B项错误;氯化钠中氯离子的配位数为 6,氯化铯中氯离子的配位数为8,C项错误;As属于第ⅤA 族,4p轨道半充满,第一电离能大小应该为Br>As>Se,D项错误。(2)羰基硫与CO2是等电子体,结构式类似于CO2;根据各原子的成键特点,可知光气中存在C===O键,碳原子采取 sp2杂化,空间构型为平面三角形。(3)[Cu(NH3)4]2+中配位原子氮原子形成4个σ键,采取 sp3 杂化。
答案:(1)A (2)O===C===S 平面三角形
(3)sp3杂化
14.科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。
(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。
a.固态CO2属于分子晶体
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d. CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni原子的电子排布式为______________________________________________,
该元素位于元素周期表中的第________族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ键。
(4)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
参数
分子
分子直
径/nm
分子与H2O的结合能
E/(kJ·mol-1)
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是________________________________________________________________________
______________________________。
解析:(1)非金属性越强,则电负性越大,故H、C、O的电负性依次增大。
(2)CO2是由非金属元素形成的分子晶体,a选项正确;CH4分子是正四面体结构,为非极性分子,b选项错误;CH4和CO2都是分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,熔、沸点越高,c选项错误;CH4为正四面体结构,故碳原子的杂化类型是sp3,CO2为直线形分子,故碳原子的杂化类型是sp,d选项正确。
(3)①Ni的原子序数为28,故基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或
[Ar]3d84s2;在元素周期表中,Ni位于第4周期第Ⅷ族。
②1个CO分子中存在1个σ键,而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个σ键,故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。
(4)①可燃冰中存在范德华力,另外水分子间还存在氢键。
②分子与H2O的结合能越大表明越容易与H2O结合,并且CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径。
答案:(1)H
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